FR2509830A1

FR2509830A1 - FLOW REGULATOR FOR HYDRAULIC CIRCUITS

Info

Publication number: FR2509830A1
Application number: FR8212486A
Authority: FR
Inventors: Giulio Dotti; Bruno Roggero
Original assignee: Fiat Auto SpA
Current assignee: Fiat Auto SpA
Priority date: 1981-07-17
Filing date: 1982-07-16
Publication date: 1983-01-21
Also published as: GB2101772B; FR2509830B1; DE3226696A1; IT8167989A0; IT1144393B; US4527592A; DE3226696C2; GB2101772A

Abstract

LE REGULATEUR DE L'INVENTION COMPORTE UNE SOUPAPE A TIROIR 8 POUVANT ETRE ACTIONNEE POUR OUVRIR UN PREMIER PASSAGE 21 ENTRE UN CONDUIT D'ALIMENTATION 13, LEQUEL RACCORDE UNE SOURCE 2 DE FLUIDE SOUS PRESSION AU REGULATEUR, ET UN CONDUIT D'UTILISATION 14, LEQUEL CONDUIT RACCORDE LE REGULATEUR LUI-MEME A UN DISPOSITIF UTILISATEUR 3, ET UN DEUXIEME PASSAGE 23 ENTRE CE CONDUIT D'UTILISATION 14 ET UN CONDUIT DE DECHARGE 15; LA SOUPAPE A TIROIR 8 EST EN EQUILIBRE ENTRE LA FORCE ELASTIQUE D'UN RESSORT 25 QUI AGIT SUR ELLE ET LA FORCE S'EXERCANT DANS LE SENS OPPOSE RESULTANT DE LA PRESSION DU FLUIDE AMENE A UNE CHAMBRE DE COMMANDE 28 ET DONT LA SECTION DE PASSAGE DE DECHARGE EST REGLEE PAR UN ELEMENT DE CLAPET 33, 34 ACTIONNE PAR UN ELECTRO-AIMANT 35, 36.THE REGULATOR OF THE INVENTION INCLUDES A DRAWER VALVE 8 WHICH CAN BE ACTUATED TO OPEN A FIRST PASS 21 BETWEEN A SUPPLY DUCT 13, WHICH CONNECTS A SOURCE 2 OF PRESSURIZED FLUID TO THE REGULATOR, AND A USE DUCT 14, WHICH CONDUIT CONNECTS THE REGULATOR ITSELF TO A USER DEVICE 3, AND A SECOND PASS 23 BETWEEN THIS USE CONDUIT 14 AND A DISCHARGE CONDUIT 15; THE DRAWER VALVE 8 IS IN BALANCE BETWEEN THE ELASTIC FORCE OF A SPRING 25 WHICH ACTS ON IT AND THE FORCE EXERCISING IN THE OPPOSITE DIRECTION RESULTING FROM THE PRESSURE OF THE FLUID BRINGS TO A CONTROL CHAMBER 28 AND OF WHICH THE PASSAGE SECTION DISCHARGE IS ADJUSTED BY A VALVE ELEMENT 33, 34 ACTUATED BY AN ELECTRO-MAGNET 35, 36.

Description

Régulateur de débit pour des circuits hydrauliques.Flow regulator for hydraulic circuits.

La présente invention concerne un régulateur à commande électromagnétique pour des circuits hydrauliques, capable The present invention relates to an electromagnetic control regulator for hydraulic circuits, capable

de régler à la fois le débit d'arrivée à un dispositif uti- to regulate both the flow of arrival to a device

lisateur d'un fluide en provenance d'une source de fluide sous pression, et le débit de décharge de ce fluide à l'éva- cuation. launcher of a fluid from a source of pressurized fluid, and the discharge rate of this fluid at the outlet.

Le régulateur de l'invention se caractérise en ce qu'il com- The regulator of the invention is characterized in that it comprises

porte une chambre d'alimentation communiquant, par un con- carries a communicating feed chamber, through a

duit d'alimentation, avec ladite source, une chambre d'uti- feed line, with said source, a utility chamber

lisation communiquant, par un conduit d'utilisation, avec l'utilisateur, une chambre de décharge communiquant, par un premier conduit de décharge, avec l'évacuation, ces chambres connection communicating, via a use conduit, with the user, a discharge chamber communicating, via a first discharge conduit, with the evacuation, these chambers

étant disposées l'une après l'autre dans le corps du régula- being arranged one after the other in the body of the regula-

teur, une soupape à tiroir pouvant se déplacer axialement à l'intérieur de ces chambres et comportant pratiquement une première et une deuxième section terminale cylindrique de même diamètre et une section centrale cylindrique de plus petit diamètre que les sections terminales, un premier et un deuxième élément de soupape étant formés entre chacune des sections terminales et la section centrale et pouvant régler l'ouverture d'un premier passage de courant entre la chambre d'alimentation et la chambre d'utilisation et un deuxième passage de courant entre la chambre d'utilisation et la chambre de décharge respectivement, la première section terminale de la soupape à tiroir étant assujettie à la force d'un ressort agissant normalement pour maintenir la soupape à tiroir déplacée dans sa position fin de course en direction de l'autre extrémité, une chambre de commande formée dans le corps, chambre dans laquelle l'extrémité de la deuxième section terminale de la soupape à tiroir se projette, cette chambre communiquant, par l'intermédiaire d'un conduit de commande comportant un trou de dimensions tor, a slide valve which can move axially inside these chambers and comprising practically a first and a second cylindrical end section of the same diameter and a central cylindrical section of smaller diameter than the end sections, a first and a second valve element being formed between each of the end sections and the central section and capable of adjusting the opening of a first current passage between the supply chamber and the use chamber and a second current passage between the use and the discharge chamber respectively, the first terminal section of the slide valve being subjected to the force of a spring acting normally to keep the slide valve moved in its end position towards the other end, a control chamber formed in the body, chamber in which the end of the second end section of the slide valve projects, this communicating chamber, via a control conduit comprising a hole of dimensions

prédéterminées, à la fois avec la source et, par l'intermé- predetermined, both with the source and, through

diaire d'un deuxième conduit de décharge, avec l'évacuation, diary of a second discharge conduit, with the evacuation,

un élément interrupteur étant disposé dans le deuxième con- a switch element being arranged in the second connection

duit de décharge et étant actionné par des moyens électroma- discharge hose and being actuated by electromechanical means

gnétiques pour faire varier la dimension de la section trans- to vary the size of the cross section

versale de passage le long du deuxième conduit de décharge passageway along the second discharge conduit

dans le but de faire varier, d'une manière réglable, la pres- in order to vary, in an adjustable way, the pressure

sion de fluide dans la chambre de commande pour commander le déplacement de la soupape à tiroir en surmontant la force fluid flow in the control chamber to control movement of the slide valve overcoming the force

exercée par le ressort.exerted by the spring.

L'inventionsera mieux comprise à la lecture de la description The invention will be better understood on reading the description

détaillée, donnée ci-après à titre d'exemple seulement, de deux réalisations préférées, en liaison avec le dessin joint, sur lequel la figure 1 est un schéma de circuit hydraulique dans lequel est monté le régulateur de l'invention; les figures 2 et 3 sont des vues schématiques du régulateur dans deux positions de fonctionnement différentes; et detailed, given below by way of example only, of two preferred embodiments, in conjunction with the accompanying drawing, in which FIG. 1 is a diagram of the hydraulic circuit in which the regulator of the invention is mounted; Figures 2 and 3 are schematic views of the regulator in two different operating positions; and

la figure 4 est une variante de l'élément de soupape. Figure 4 is a variant of the valve element.

Le régulateur de l'invention, repéré en 1 sur la figure 1, est adapté pour être monté dans un circuit hydraulique du type représenté sur la figure 1 afin de régler le débit The regulator of the invention, identified at 1 in FIG. 1, is adapted to be mounted in a hydraulic circuit of the type represented in FIG. 1 in order to regulate the flow

d'arrivée à un dispositif utilisateur 3 d'un fluide en pro- supply of a fluid to a user device 3

venance d'une source de fluide sous pression, par exemple un accumulateur hydraulique 2; le régulateur peut également coming from a source of pressurized fluid, for example a hydraulic accumulator 2; the regulator can also

régler le débit du fluide s'évacuant de ce dispositif uti- adjust the flow rate of the fluid discharged from this device

lisateur en direction d'un réservoir de décharge 4. sprayer towards a discharge tank 4.

Ce régulateur est particulièrement approprié pour un dispo- sitif de commande d'une boîte de vitesses automatique du type décrit dans la Demande de Brevet en Italie NI 67922-A/8 l du 17 Juillet 198 Le régulateur représenté schématiquement sur les figures 2 This regulator is particularly suitable for a device for controlling an automatic gearbox of the type described in the Patent Application in Italy NI 67922-A / 8 l of July 17, 198 The regulator shown schematically in Figures 2

et 3 comporte un corps 7 dans une cavité duquel peut se dé- and 3 comprises a body 7 in a cavity from which can be detached

placer une soupape à tiroir 8 comportant deux sections ter- place a slide valve 8 with two ter-

minales cylindriques 8 a, 8 b ayant le même diamètre, et une section centrale cylindrique 8 c de plus petit diamètre que cylindrical minals 8 a, 8 b having the same diameter, and a cylindrical central section 8 c of smaller diameter than

les sections terminales; un trou borgne 9 est formé dans cha- the terminal sections; a blind hole 9 is formed in each

cune des sections terminales La surface latérale de la sou- none of the terminal sections The lateral surface of the

pape f à tiroir définit, avec la surface de la cavité, pra- pope f with drawer defines, with the surface of the cavity, pra-

tiquement trois chambres définissant une chambre d'alimenta- three chambers defining a feeding chamber

tion 10, une chambre d'utilisation ll et une chambre de décharge 12, chacune de ces chambres communiquant avec des conduits respectifs, à savoir un conduit d'alimentation 13-, un conduit d'utilisation 14 et un conduit de décharge 15 Le premier de ces conduits peut être raccordé à l'accumulateur hydraulique 2 au moyen d'une section de tube 16 (figure 1), tion 10, a utilization chamber ll and a discharge chamber 12, each of these chambers communicating with respective conduits, namely a supply conduit 13-, a utilization conduit 14 and a discharge conduit 15 The first of these conduits can be connected to the hydraulic accumulator 2 by means of a section of tube 16 (FIG. 1),

le deuxième conduit peut être raccordé au dispositif utilisa- the second conduit can be connected to the device used

teur 3 au moyen d'une section de tube 17, et le troisième peut être raccordé au réservoir 4 au moyen d'une section tor 3 by means of a tube section 17, and the third can be connected to the tank 4 by means of a section

de tube 18.of tube 18.

La chambre d'alimentation 10 et la chambre d'utilisation ll peuvent être mises en communication l'une avec l'autre par l'intermédiaire d'un orifice 21 dont l'ouverture est réglée par un élément de soupape 22 formé sur la soupape à tiroir 8 entre la section terminale 8 b et la section centrale 8 c (dans le cas de la réalisation des figures 1 et 2, cet élément est constitué par une surface conique); la chambre d'utilisation ll et la chambre de décharge,12 peuvent être mises en communication l'une avec l'autre par l'intermédiaire d'un orifice 23 (figure 3) dont l'ouverture est réglée The supply chamber 10 and the use chamber 11 can be placed in communication with each other by means of an orifice 21, the opening of which is regulated by a valve element 22 formed on the valve. with drawer 8 between the terminal section 8 b and the central section 8 c (in the case of the embodiment of FIGS. 1 and 2, this element consists of a conical surface); the use chamber ll and the discharge chamber, 12 can be placed in communication with one another by means of an orifice 23 (FIG. 3), the opening of which is adjusted

par un élément de soupape 24 également formé sur la sou- by a valve element 24 also formed on the support

pape à tiroir 8 entre la section terminale 8 a et la sec- drawer pope 8 between terminal section 8 a and sec-

tion centrale 8 c Sur l'extrémité gauche de la soupape à tiroir 8, vue sur les figures 2 et 3, agit la force exercée par un ressort hélicoidal 25 disposé dans une cavité 26 central position 8 c On the left end of the slide valve 8, seen in FIGS. 2 and 3, acts the force exerted by a helical spring 25 placed in a cavity 26

formée à une extrémité du corps 7, lequel ressort est compri- formed at one end of the body 7, which spring is comprised

mé entre une rondelle coopérant avec un épaulement de la soupape à tiroir elle-même et un bouchon ou couvercle mé between a washer cooperating with a shoulder of the slide valve itself and a plug or cover

terminal 27.terminal 27.

La section terminale de la soupape à tiroir 8 qui se trouve sur la droite des figures 2 et 3, fait saillie dans une cavité 28 fermée par un manchon 29 et communiquant, par un conduit 30, avec le fluide d'alimentation A l'intérieur The end section of the slide valve 8 which is on the right of Figures 2 and 3, projects into a cavity 28 closed by a sleeve 29 and communicating, through a conduit 30, with the supply fluid Inside

du conduit 30 est situé un manchon 31 ayant un trou de dia- of the duct 30 is located a sleeve 31 having a diameter hole

mètre prédéterminé, petit par rapport à celui du conduit En predetermined meter, small compared to that of the conduit En

outre, la cavité 28 communique avec l'évacuation par l'in- in addition, the cavity 28 communicates with the evacuation by the

termédiaire d'un passage 32 à l'extrémité duquel est disposée une bille 33 ou un élément similaire qui coopère avec un siège correspondant pour régler la section de passage dans ce passage 32 Cette bille peut être poussée contre le siège par une tige 34 solidarisée de l'armature mobile 35 d'un intermediate of a passage 32 at the end of which is disposed a ball 33 or a similar element which cooperates with a corresponding seat to adjust the passage section in this passage 32 This ball can be pushed against the seat by a rod 34 secured to the movable frame 35 of a

électro-aimant 36.electromagnet 36.

Le passage 32 est constitué par un trou axial dans le man- The passage 32 is constituted by an axial hole in the man-

chon 29, une cavité 37 formée entre le manchon 29 et l'arma- chon 29, a cavity 37 formed between the sleeve 29 and the arma-

ture 35 de l'électro-aimant 36, des trous parallèles au trou axial dans le manchon, et une gorge annulaire 38 également size 35 of the electromagnet 36, holes parallel to the axial hole in the sleeve, and an annular groove 38 also

forméedans le manchon 29.formed in the sleeve 29.

Lorsque la soupape à tiroir 8 se trouve dans la position représentée sur la figure 2, le fluide peut passer entre la cavité 28 et le conduit 32 par des encoches 39 formées sur la partie annulaire de la section terminale 8 b de la soupape When the slide valve 8 is in the position shown in FIG. 2, the fluid can pass between the cavity 28 and the conduit 32 by notches 39 formed on the annular part of the terminal section 8 b of the valve

à tiroir,elle-même.drawer, itself.

Le fonctionnement du régulateur décrit ci-dessus est le suivant: Supposons que l'on ait à régler le débit de passage entre l'accumulateur 2 et le dispositif utilisateur 3; lorsque ce débit doit être égal au maximum permis par le régulateur, l'électro-aimant 36 est maintenu dans une configuration dans laquelle sa tige 34 est déplacée à sa position de fin de course à droite et, en conséquence, le passage à travers le The operation of the regulator described above is as follows: Suppose we have to adjust the flow rate between the accumulator 2 and the user device 3; when this flow rate must be equal to the maximum allowed by the regulator, the electromagnet 36 is maintained in a configuration in which its rod 34 is moved to its end position on the right and, consequently, the passage through the

passage 32, réglé par la bille 33, reste complètement ouvert. passage 32, adjusted by ball 33, remains completely open.

Dans ces conditions,le fluide d'alimentation qui arrive à Under these conditions, the supply fluid which arrives at

la soupape également à travers le conduit 30 (figure 2) pénè- the valve also through the conduit 30 (Figure 2) penetrates

tre en passant à travers le trou d u manchon 31 dans la cavité 28 et de là peut s'écouler librement en direction du conduit de décharge 32 La pression qui s'établit dans la cavité est presque nulle, à la fois du fait de l'étranglement be passing through the hole of the sleeve 31 in the cavity 28 and from there can flow freely towards the discharge conduit 32 The pressure which builds up in the cavity is almost zero, both due to the strangulation

du fluide qui s'effectue en traversant le trou dans le man- of fluid which is carried out by crossing the hole in the man-

chon 31 et de la libre décharge le long du conduit 32 En conséquence, étant donné que la pression résultante appliquée par le fluide sur la soupape à tiroir 8 est pratiquement chon 31 and the free discharge along the duct 32 Consequently, since the resulting pressure applied by the fluid to the slide valve 8 is practically

nulle (du fait de l'égalité des diamètres des sections termi- null (due to the equality of the diameters of the finished sections

nales 8 a et 8 b de la soupape à tiroir), celle-ci est dé- valves 8 a and 8 b of the slide valve), this is

placée à sa position de la figure 2 sous l'action du ressort hélicoïdal 25; l'orifice 21 entre la chambre d'alimentation 10 et la chambre d'utilisation 11 est complètement ouvert pour permettre le libre passage du fluide de la première à placed in its position of FIG. 2 under the action of the helical spring 25; the orifice 21 between the supply chamber 10 and the use chamber 11 is completely open to allow the free passage of the fluid from the first to

la deuxième chambre, et de celle-ci en direction de l'uti- the second bedroom, and from this towards the utility

lisateur à travers le conduit 14 du régulateur. through the conduit 14 of the regulator.

Lorsqu'on doit réduire le débit d'arrivée du fluide d'ali- When there is a need to reduce the incoming fluid flow

mentation, ceci est obtenu en agissant sur l'électro-aimant 36 pour déplacer la tige associée 34 vers la gauche de la figure 2, et en conséquence fermer le conduit 32 par la mentation, this is obtained by acting on the electromagnet 36 to move the associated rod 34 to the left of FIG. 2, and consequently close the conduit 32 by the

bille 33 d'une quantité désirée Il apparait que, en rédui- ball 33 of a desired quantity It appears that, by reducing

sant la dimension du passage à travers le conduit 32, la pression dans la cavité 28 augmente, et la pression résultante sur la soupape à tiroir 8 commande le déplacement vers la gauche de la figure 2 de la soupape à tiroir elle-même sant the dimension of the passage through the conduit 32, the pressure in the cavity 28 increases, and the resulting pressure on the slide valve 8 controls the movement to the left of Figure 2 of the slide valve itself

en surmontant la réaction élastique du ressort hélicoïdal 25. by overcoming the elastic reaction of the helical spring 25.

A chaque degré d'étranglement de l'ouverture du passage dans le conduit 32 correspond en conséquence une ouverture bien définie de 1 ' orifice 21 et, en conséquence, un débit bien Each degree of throttling of the opening of the passage in the duct 32 consequently corresponds to a well-defined opening of the orifice 21 and, consequently, a good flow

défini à travers le régulateur.defined through the regulator.

Lorsque le régulateur doit régler le débit de décharge, alors, en agissant sur l'électro-aimant 36, le passage à travers le conduit de décharge 32 est suffisamment fermé pour augmenter When the regulator must regulate the discharge flow, then, by acting on the electromagnet 36, the passage through the discharge duct 32 is sufficiently closed to increase

la pression dans la chambre 28 et amener la soupape à ti- pressure in chamber 28 and bring the valve to zero

roir 8 à une configuration telle que celle de la figure 3, dans laquelle l'élément de soupape 24 ouvre le passage 23 entre la chambre d'utilisation 1 l et la chambre de décharge 8 to a configuration such as that of FIG. 3, in which the valve element 24 opens the passage 23 between the use chamber 1 l and the discharge chamber

12 Sur la figure 3, on voit la soupape à tiroir à l'ex- 12 In FIG. 3, the slide valve is seen outside

trémité de sa course de telle sorte que le passage de déchar- end of its stroke so that the discharge passage

ge est complètement ouvert; dans cette configuration, comme on le voit clairement sur la figure 3, la soupape à tiroir ferme l'orifice 21 (figure 2) entre la chambre d'alimentation ge is completely open; in this configuration, as can be clearly seen in FIG. 3, the slide valve closes the orifice 21 (FIG. 2) between the supply chamber

10 et la chambre d'utilisation 11.10 and the operating chamber 11.

Le réglage de l'orifice de décharge 23 peut être obtenu en agissant sur l'électro-aimant 36 d'une manière similaire à The adjustment of the discharge orifice 23 can be obtained by acting on the electromagnet 36 in a manner similar to

celle décrite dans le cas de l'ouverture de l'orifice d'ali- that described in the case of opening the feed orifice

mentation 21 Le fluide en provenance dé l'utilisateur 3 (figure 1) arrive au conduit 14 (figure 3) du régulateur, pénètre dans la chambre d'utilisation 11 et circule alors jusqu'à la chambre de décharge 12 à travers l'orifice 23 pour passer à l'évacuation par l'intermédiaire du conduit mentation 21 The fluid coming from the user 3 (FIG. 1) arrives at the conduit 14 (FIG. 3) of the regulator, enters the use chamber 11 and then flows to the discharge chamber 12 through the orifice 23 to pass to the evacuation via the conduit

de décharge 15.discharge 15.

Il apparaît que la description décrite de la présente in- It appears that the description described of this present

vention peut être modifiée à la fois en ce qui concerne la forme et la disposition des diverses parties sans s'écarter du domaine de l'invention elle-même En particulier, les éléments de soupape 22, 23, 24 peuvent avoir une forme différente et être constitués par des surfaces cylindriques au lieu de l'être par des surfaces coniques, conmme il a été représenté sur la figure 4, sur laquelle on a représenté vention can be changed both with regard to the shape and arrangement of the various parts without departing from the scope of the invention itself In particular, the valve elements 22, 23, 24 may have a different shape and be constituted by cylindrical surfaces instead of being by conical surfaces, as it has been shown in Figure 4, in which we have shown

des encoches axiales 40 dont chacune a une hauteur radiale- axial notches 40 each of which has a radial height

ment décroissante depuis le pied jusqu'à l'extrémité libre. decreasing from the foot to the free end.

Claims

Claims.

1 Flow regulator that can be mounted between a

source (2) of pressurized fluid and a device

fluid separator (3) and between user and outlet (4) to regulate the flow of fluid from the source

to the user and the user to the evacuation, character-

risé in that it comprises a supply chamber (10) communicating, by a supply conduit (13), with the source (2), a use chamber (11) communicating, by

a use duct (14), with the device used

tor (3), a discharge chamber (12) communicating, via a first discharge conduit (15) with the discharge (4), the chambers being arranged one after the other and being formed in a regulator body (7), a slide valve (8) which can move axially inside the chambers and essentially comprises a first and a second cylindrical end section (8 a, -8 b) having the same diameter and a central cylindrical section (8 c) of smaller diameter, a first and a second element of

valve (22, 24) being formed between each of the terminated sections

nales and the central section and acting respectively for

adjust the opening of a first orifice (21) between the chambers

feed and use and a second orifice (23) between the use and discharge chambers, the force of a spring 5) acting on the first terminal end (8 a) of the slide valve (8) and acting normally to keep this slide valve moved in its end position towards the other end; a control chamber (28) formed in the body and in

which projects the end of the second ter-

valve Q Bb) of the slide valve, this control chamber communicating with the power source (2) by

a control duct (30) having a dimension orifice

predetermined sions and with the evacuation via a second discharge conduit (32), a valve element (33, 34)

being disposed in the second discharge conduit and ac-

operated by electromagnetic means (35, 36) to vary the size of the opening in the second discharge conduit in order to vary the pressure of the fluid in the control cavity (28) in a controlled manner to regulate the movement of the slide valve, overcoming force

exerted by the spring.

2 regulator according to claim 1, characterized in that

each valve member (22, 24) has a conical surface

that can cooperate with the surface of the first and second-

orifice (21, 23) 3 regulator according to claim 1, characterized in that each valve element has a cylindrical surface on which are formed axial notches (40) and capable of

cooperate with the first and the second orifice.

4 Regulator according to any one of the pre- claims

cédentes, characterized in that a blind hole (9) is formed

in each terminal section of the slide valve.

Regulator according to any one of the claims

previous, characterized in that the body has a first cavity (26) in which the first protrudes

end section of the slide valve and in the-

what is the spring housed, this first cavity being fex-

méée by a plug (27) constituting the stop of the spring.

6 Regulator according to any one of the pre- claims

cédentes, characterized in that the body has a second-

cavity (28) defining, with a sleeve (29) one end of which delimits part of the cavity itself, the control chamber, the sleeve having a central passage, at least one passage parallel to the central passage and an annular groove (38) communicating with this last passage, said passages and the groove constituting the second conduit

discharge (32), the electromagnet (36) being located on the other end

mite from the sleeve.